(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一波長の光源からの光束が集光光学系により、第１の開口数ＮＡ１＝０．８５で第１の厚さｔ１＝０．１ｍｍの基板を介して第１の光情報記録媒体の記録層に集光され、第２の開口数ＮＡ２＝０．６５で前記第１の厚さｔ１とは異なる第２の厚さｔ２＝０．６ｍｍの基板を介して第２の光情報記録媒体の記録層に集光され、少なくとも２種類の光情報記録媒体を記録，再生，消去のうち１以上行う光ピックアップにおいて、
前記集光光学系は、前記第１の光情報記録媒体の記録面上に前記光束を集光するよう設計された単一の対物レンズと、同心円状に光軸方向の高さが異なる凹凸形状の段差により複数の領域に分割され、前記光源からの光束に位相差を付与する位相シフタ面を、少なくとも１面以上有する収差補正手段とを備え、
該収差補正手段の前記位相シフタ面は、光軸を含む中心領域と、前記開口数ＮＡ１から前記開口数ＮＡ２までの輪帯状の外側領域と、前記光軸を含む中心領域と前記外側領域との間に位置する輪帯状の中間領域は、位相差が前記光束の波長に対して２πの整数倍となり、
前記中心領域と前記中間領域との間の輪帯状の領域、および前記中間領域と前記外側領域との間の輪帯状の領域に、前記凹凸形状の段差が形成され、
前記基板の第１の厚さｔ１と第２の厚さｔ２との差により発生する収差を減じるよう前記段差を形成するとともに、
前記光源が、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長を有する単一の光源であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記基板の第１の厚さｔ１と第２の厚さｔ２との差により発生する収差の波面形状において、前記波面の位相が最も進んでいる半径方向の位置が、前記光源からの光束の波長に対して２πの整数倍の位相差を付与する前記中間領域となるように、前記位相シフタ面の段差を形成したことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記中心領域と前記外側領域との間の輪帯状の領域において、前記段差により分割された領域の半径幅が最も広い領域が、前記中間領域であることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記位相シフタ面に前記凹凸形状の段差として階段形状の段差が形成され、前記中心領域と前記中間領域との間の輪帯状の領域に形成された階段形状の光軸を基準とした段差の向きと、前記中間領域と前記外側領域との間の輪帯状の領域に形成された階段形状の光軸を基準とした段差の向きとが前記中間領域側から降りる方向となるように前記位相シフタ面上で反転していることを特徴とする請求項１，２または３記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記凹凸形状の段差における位相差Ｈの絶対値が、以下の条件
｜Ｈ｜＜２π
を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記凹凸形状の段差が複数種類を有し、それぞれの段差の位相差をＨ１，Ｈ２，…とするとき、前記中心領域と比べて、以下の条件
π≦Ｈ１，Ｈ２，…＜２π （ただし、Ｈ１，Ｈ２，…＞０）
または
０＜｜Ｈ１｜，｜Ｈ２｜，…≦π （ただし、Ｈ１，Ｈ２，…＜０）
を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記位相シフタ面が、基板の片面に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記位相シフタ面が、基板の両面に形成されており、同一平面上に形成された段差は、光軸方向の高さが同じ段差から構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記第１もしくは第２の光情報記録媒体の記録面上に集光されるスポット強度分布のサイドローブの形状が軸対称になるように、前記収差補正手段の光軸方向の高さが異なる複数の領域に分割している同心円の中心と、前記対物レンズの光軸との相対位置を設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記収差補正手段が対物レンズと一体に形成されており、前記対物レンズの面上に位相シフタ面を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記位相シフタ面の位相段差に、異なる材料を充填したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
光情報記録媒体の記録面に光束を照射して情報の再生、記録あるいは消去を行う光情報処理装置において、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一波長の光源からの光束を基板の厚さが異なる光情報記録媒体（以下、光記録媒体という）に集光する集光光学系に係り、この集光光学系を有する光ピックアップおよび光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０．６５ＧＢのＣＤ、記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を向上させる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化することが有効である。
【０００４】
そこで、例えば「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上および大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズのＮＡを０．６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。
【０００５】
このような大容量の光記録媒体および光情報処理装置として、２つの規格が提案されている。１つは、青色の波長領域の光源とＮＡ０．８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足する「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」の規格（以下、ＢＤという）である。もう１つは、青色波長は同じであるが、ＮＡ０．６５の対物レンズを用いて、２０ＧＢ相当の容量確保を満足する「ＨＤ−ＤＶＤ」の規格（以下、ＨＤという）である。
【０００６】
前者はＤＶＤ系に比べ短波長化、高ＮＡ化の変更により大容量化を行い、後者は高ＮＡ化を行わない代わりに信号処理の工夫により線記録密度の向上を可能とし、ランド・グルーブ記録の採用により大容量化を行っている。
【０００７】
また、ＢＤとＨＤは、光源の発振波長が４０５ｎｍ程度の青紫色半導体レーザ光源を用いる点で共通しているが、光記録媒体は基板厚さがそれぞれ０．１ｍｍ，０．６ｍｍと異なる。
【０００８】
ＢＤとＨＤのような高密度な情報の記録および／または再生を行える光ピックアップにおいて、ＢＤ，ＨＤの規格が同時に普及した場合は、ＢＤ，ＨＤの光学系を一体にすることが望ましい。
【０００９】
そして、記録，再生すべき光記録媒体の種類に応じて、適切な波長の光源を選択し、この選択した光束に対して適切な光学処理を施し、それぞれの光記録媒体の基板厚さの違いによって生じる球面収差を補正することが望ましい。
【００１０】
２つの異なる光記録媒体を１つの光ピックアップを用いて記録あるいは再生するものとしては、１つの対物レンズと位相差調整面を用いる手段が提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
さらに、本発明者らにより、特願２００７−００６９７５で、対物レンズと、回折面を有し、２焦点スポットを形成する手段が提案されている。
【特許文献１】特許第３６１３７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１の記載では、単一のリング状の範囲の領域にのみ位相差を付与し異なる基板の厚さにより発生する収差を補正している。これは、記録密度がＢＤ，ＨＤ規格より低いＤＶＤ，ＣＤに対して互換性を持つように設計されているためである。特許文献１においてＤＶＤ用対物レンズと位相調整素子でＣＤの透明基板を介したときの波面収差の形状は、図３０のように光軸付近の波面の位相と比べてＣＤの開口数に相当する半径位置周辺においてのみ大きく収差を有する形状となる。したがって、位相段差を形成する領域は、ＣＤの開口数の周辺付近のみで良い。
【００１３】
しかしながら、短波長でＮＡ０．８５程度の高ＮＡ対物レンズを用いて、異なる基板厚により発生する収差を補正するような場合には、図３１に示すように波面収差が非常に大きく、ＤＶＤ，ＣＤ系で実現できたように単一のリング状の範囲に位相差を付与しただけでは、補正不足という課題がある。
【００１４】
また、特願２００７−００６９７５においては、０次回折光と１次回折光を用いて２焦点スポットを形成するため、それぞれの回折効率が最大４０％程度となり、光利用効率が低下するという課題があった。
【００１５】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、基板の厚さが異なる光記録媒体の再生および記録を、同一波長の光源の光束と単一の対物レンズで高精度に実現し、開口切替えと収差補正を位相シフタ面だけを用いて行って、低コスト化、小型化、軽量化を実現する光ピックアップおよび光情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した光ピックアップは、同一波長の光源からの光束が集光光学系により、第１の開口数ＮＡ１＝０．８５で第１の厚さｔ１＝０．１ｍｍの基板を介して第１の光情報記録媒体の記録層に集光され、第２の開口数ＮＡ２＝０．６５で前記第１の厚さｔ１とは異なる第２の厚さｔ２＝０．６ｍｍの基板を介して第２の光情報記録媒体の記録層に集光され、少なくとも２種類の光情報記録媒体を記録，再生，消去のうち１以上行う光ピックアップにおいて、集光光学系は、第１の光情報記録媒体の記録面上に光束を集光するよう設計された単一の対物レンズと、同心円状に光軸方向の高さが異なる凹凸形状の段差により複数の領域に分割され、光源からの光束に位相差を付与する位相シフタ面を、少なくとも１面以上有する収差補正手段とを備え、該収差補正手段の前記位相シフタ面は、光軸を含む中心領域と、開口数ＮＡ１から開口数ＮＡ２までの輪帯状の外側領域と、光軸を含む中心領域と外側領域との間に位置する輪帯状の中間領域は、位相差が光束の波長に対して２πの整数倍となり、中心領域と中間領域との間の輪帯状の領域、および中間領域と外側領域との間の輪帯状の領域に、凹凸形状の段差が形成され、基板の第１の厚さｔ１と第２の厚さｔ２との差により発生する収差を減じるよう段差を形成するとともに、前記光源が、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長を有する単一の光源であることによって、２種類の光情報記録媒体に対して、基板の第１の厚さｔ１と第２の厚さｔ２との差で発生する収差を、単一の対物レンズと位相シフタ面で補正でき、第２の光情報記録媒体に対しては第２の開口数ＮＡ２の内側領域のうち全域の光束を、第１の光情報記録媒体に対しては外側領域と、中間領域と、中心領域と、中心領域と中間領域との間の輪帯状の領域、および中間領域と外側領域との間の輪帯状の領域に形成された凹凸形状のうち２πの整数倍となる位相差を付与する輪帯状の領域からの光束を主に用いることにより記録、再生ができ、さらに開口を基板の厚さによって切替えることができる。また、単一の光源で２種類の情報記録媒体の記録、再生をすることができ、小型化、低コスト化を実現できる。
【００１７】
また、請求項２に記載した光ピックアップは、請求項１の光ピックアップにおいて、基板の第１の厚さｔ１と第２の厚さｔ２との差により発生する収差の波面形状において、波面の位相が最も進んでいる半径方向の位置が、前記光源からの光束の波長に対して２πの整数倍の位相差を付与する中間領域となるように、前記位相シフタ面の段差を形成したことによって、第１の光情報記録媒体に対して利用される第２の開口数ＮＡ２の内側領域の光束のうち２πの整数倍となる範囲の領域を広げることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載した光ピックアップは、請求項１，２の光ピックアップの中心領域と外側領域との間の輪帯状の領域において、段差により分割された領域の半径幅が最も広い領域が、中間領域であることによって、第１の光情報記録媒体に対して利用される第２の開口数ＮＡ２の内側領域の光束のうち２πの整数倍となる範囲の領域を広げることができ、さらに第１の光情報記録媒体に集光するスポットに寄与する領域を広げることが可能となりサイドローブの発生を低減できる。
【００１９】
また、請求項４に記載した光ピックアップは、請求項１，２，３の光ピックアップにおいて、位相シフタ面に凹凸形状の段差として階段形状の段差が形成され、中心領域と中間領域との間の輪帯状の領域に形成された階段形状の光軸を基準とした段差の向きと、中間領域と外側領域との間の輪帯状の領域に形成された階段形状の光軸を基準とした段差の向きとが中間領域側から降りる方向となるように位相シフタ面上で反転していることによって、第１の光情報記録媒体に対して利用される第２の開口数ＮＡ２の内側領域の光束のうち２πの整数倍となる範囲の領域を広げることができ、さらに第１の光情報記録媒体に集光するスポットに寄与する領域を広げることが可能となりサイドローブの発生を低減できる。
【００２０】
また、請求項５に記載した光ピックアップは、請求項１〜４の光ピックアップにおいて、凹凸形状の段差における位相差Ｈの絶対値が、以下の条件「｜Ｈ｜＜２π」を満足することによって、第１の光情報記録媒体に対して利用される第２の開口数ＮＡ２の内側領域の光束のうち２πの整数倍となる範囲の領域を広げることができ、さらに第１の光情報記録媒体に集光するスポットに寄与する領域を広げることが可能となりサイドローブの発生を低減でき、さらには凹凸形状の高さを低く設定することができ、製造誤差を小さくできる。
【００２１】
また、請求項６に記載した光ピックアップは、請求項１〜５の光ピックアップにおいて、凹凸形状の段差が複数種類を有し、それぞれの段差の位相差をＨ１，Ｈ２，…とするとき、中心領域と比べて、以下の条件「π≦Ｈ１，Ｈ２，…＜２π  （ただし、Ｈ１，Ｈ２，…＞０）または  ０＜｜Ｈ１｜，｜Ｈ２｜，…≦π  （ただし、Ｈ１，Ｈ２，…＜０）」を満足することによって、第１の光情報記録媒体に対して利用される第２の開口数ＮＡ２の内側領域の光束のうち２πの整数倍となる範囲の領域を広げることができ、さらに第１の光情報記録媒体に集光するスポットに寄与する領域を広げることが可能となりサイドローブの発生を低減でき、また第２の光情報記録媒体に対して、良好に収差が補正できサイドローブの発生を低減できる。
【００２２】
また、請求項７に記載した光ピックアップは、請求項１〜６の光ピックアップにおいて、位相シフタ面が、基板の片面に形成されていることによって、もう一方の面に１／４波長板など別機能の光学面を付与でき、また、金型等を用いた成型加工において段差の作成時には、一種類の金型で作成することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載した光ピックアップは、請求項１〜６の光ピックアップにおいて、位相シフタ面が、基板の両面に形成されており、同一平面上に形成された段差は、光軸方向の高さが同じ段差から構成されることによって、段差のピッチを広げることができ容易に加工できる。
【００２４】
また、請求項９に記載した光ピックアップは、請求項１〜８の光ピックアップにおいて、第１もしくは第２の光情報記録媒体の記録面上に集光されるスポット強度分布のサイドローブの形状が軸対称になるように、収差補正手段の光軸方向の高さが異なる複数の領域に分割している同心円の中心と、対物レンズの光軸との相対位置を設定することによって、容易に位相シフタの光軸と対物レンズの光軸を合わせることができる。
【００２５】
また、請求項１０に記載した光ピックアップは、請求項１〜８の光ピックアップにおいて、収差補正手段が対物レンズと一体に形成されており、対物レンズの面上に位相シフタ面を有することによって、小型化、低コスト化を実現できる。
【００２６】
また、請求項１１に記載した光ピックアップは、請求項１〜１０の光ピックアップにおける位相シフタ面の位相段差に、異なる材料を充填しているため、両面に反射防止構造を形成したり、波長板や偏光子、回折格子などの異なる機能を収差補正手段に集約することができる。
【００２８】
また、請求項１２に記載した光情報処理装置は、光情報記録媒体の記録面に光束を照射して情報の再生、記録あるいは消去を行う光情報処理装置において、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えたことによって、２種類の光情報記録媒体に対して、発生する収差を補正することができ、効率低下を抑制し、小型化、低コスト化を実現できる高精度な光情報処理装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、開口切替えと収差補正を光利用効率の良い位相シフタ面だけを用いて実現でき、部品点数を低減して小型化、低コスト化し、良好なスポット性能を有する光ピックアップ、および、２種類の光記録媒体（光情報記録媒体）に対して、発生する収差を補正することが可能な効率低下を抑制した高精度な光情報処理装置を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における光ピックアップの全体構成を示す概略図である。単一の対物レンズにより、同一の光源波長を用いて、２種類の光記録媒体を異なる開口数で記録または再生を行う互換型の光ピックアップである。
【００３２】
図１に示す光ピックアップの構成において用いる、第１，第２の光記録媒体の基板の厚さｔ１，ｔ２は、それぞれ０．１ｍｍ，０．６ｍｍであり、それぞれＢＤ，ＨＤに対応する。第１，第２の開口数ＮＡ１，ＮＡ２は、それぞれＮＡ０．８５，ＮＡ０．６５、光源波長は４０５ｎｍである。
【００３３】
第１の光記録媒体１０７、第２の光記録媒体１１７に対して、光ピックアップは、半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、プリズム１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６、偏光ビームスプリッタ１０３、検出レンズ１０８、収差補正手段５０１、受光素子１１０より構成される。
【００３４】
光源である半導体レーザ１０１の中心波長は４０５ｎｍであり、対物レンズ１０６の開口数ＮＡ１は０．８５である。第２の光記録媒体１１７に対する対物レンズ１０６の開口数ＮＡ２は０．６５であり、開口数の切替えは収差補正手段５０１により制限される。
【００３５】
半導体レーザ１０１の出射光は、コリメートレンズ１０２により略平行光にされる。コリメートレンズ１０２を通過した光は偏光ビームスプリッタ１０３に入射し、プリズム１０４より偏向される。そして、１／４波長板１０５，収差補正手段５０１，対物レンズ１０６を介して集光されることにより、情報の記録，再生が行われる。光記録媒体１０７からの反射光は対物レンズ１０６、１／４波長板１０５を通過した後、偏光ビームスプリッタ１０３により入射光と分離して偏向され、検出レンズ１０８により受光素子１１０上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。
【００３６】
また、ここで用いる対物レンズ１０６は光記録媒体１０７を高精度に記録，再生できるように最適に設計されている。設計波長は４０５ｎｍであり、４０５ｎｍでは波面収差０．０１λｒｍｓ以下と十分小さくなるよう設計されている。
【００３７】
なお、本実施形態１の対物レンズ１０６は、厚さ０．０８７５ｍｍの光記録媒体１０７に最適に設計されている。情報記録面を２層有する２層Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの光記録媒体を想定し、情報記録面は光の入射側から０．０７５ｍｍと０．１ｍｍの位置に有するため、その中間値の厚さ０．０８７５ｍｍを設計中央値に用いているが、これに限定されるものではない。０．１ｍｍや０．０７５ｍｍに設定されても良い。
【００３８】
また、設計中心の基板厚と異なる情報記録面上に光束を集光する際には球面収差が発生する。その場合は、可動部（コイル）１１１によりコリメートレンズ１０２を光軸方向に移動させ、光束を発散光または収束光にすることで、球面収差を補正する。
【００３９】
本実施形態１の対物レンズ１０６は両面非球面形状であり、面の頂点を原点とし、光源から光記録媒体へ向かう光軸方向を＋Ｘ軸とした直交座標系において、ｒを近軸曲率半径、κを円錐形数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊ，…を非球面係数とするとき、面の光軸方向の距離ｘと半径Ｒの関係より、非球面形状は、（数１）
【００４０】
【数１】
0005393020.tif 000002
で表される。各面および各領域の面データを（表１）に示す。
【００４１】
【表１】
0005393020.tif 000003
ここで、対物レンズ１０６を形成するガラスの硝材は住田光学製のＫＶＣ７９である。対物レンズ１０６の有効瞳半径は２．１４ｍｍである。なお、対物レンズ１０６の材料としては、ガラスに限らず、樹脂を用いても良い。
【００４２】
また、図２〜図４は収差補正手段５０１を説明するための図であり、図２，図３は拡大された断面図である。収差補正手段５０１は、第２の光記録媒体１１７に対して、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した光が、対物レンズ１０６で基板厚の違いにより発生する球面収差を補正するための互換素子である。さらに、収差補正手段５０１は、それぞれの光記録媒体１０７，１１７に対して、対物レンズ１０６の開口切替えをするための開口制限の機能を有する。
【００４３】
図２（ａ）は、本実施形態１における収差補正手段５０１と対物レンズ１０６の構成を模式的に示す断面図である。図２（ａ）に示すように、収差補正手段５０１と対物レンズ１０６（図２（ｂ）、図２（ｃ）に符号表記）は、鏡筒１２１により同軸で一体化されている。具体的には、円筒状の鏡筒１２１の一端に、収差補正手段５０１を固定し、他端に対物レンズ１０６を固定して、これらを光軸に沿って同軸に一体化した構成となっている。
【００４４】
一般に光記録媒体１０７，１１７を記録、再生するとき、対物レンズ１０６はトラッキング制御により、光軸に対して垂直方向に±０．５ｍｍ程度の範囲内で移動する。ところが、第２の光記録媒体１１７に対しては、収差補正手段５０１により位相差を付与されるため、収差補正手段５０１が移動せずに、対物レンズだけが移動すると、収差が発生して集光スポットが劣化してしまう。そこで、収差補正手段５０１と対物レンズ１０６を一体化させ、トラッキング制御時に一体で移動させることにより、良好な集光スポットを得る構成としている。
【００４５】
なお、収差補正手段５０１または対物レンズ１０６の少なくとも一方にフランジを設け、このフランジを介して直接一体化する構成にしても良い。また、対物レンズ１０６と鏡筒１２１、さらには対物レンズ１０６と鏡筒１２１と収差補正手段５０１のすべてが一体化する構成にしても良い。
【００４６】
また、前述の構成に限定されず図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ下部に直接配置する構成でも良く、図２（ｃ）に示すように対物レンズと一体の構成でも良い。
【００４７】
本実施形態１では、光源からの光束は、いずれも収差補正手段５０１に平行光で入射する。つまり、発散光や収束光ではないため、光記録媒体の記録，再生時に、トラッキング制御により一体化された対物レンズ１０６，収差補正手段５０１が偏芯しても、コマ収差が発生しないという利点がある。
【００４８】
さらに、図３に本実施形態１の収差補正手段の断面図を示す。収差補正手段５０１は、基板（平行平板）に断面形状が凹凸形状の段差が形成されている位相シフタ面５０２を有する。なお、位相シフタ面５０２は対物レンズ１０６側に配置されても良いし、光源側に配置されても良い。また、位相シフタ面５０２が形成されていない基板のもう一方の面には１／４波長板を形成しても良い。凹凸形状とは、例えば、矩形、階段形状、台形、曲率を持っている形状を指す。
【００４９】
収差補正手段５０１の材料としては、光学ガラスのＢＫ７を用いる。ガラスは耐熱性、耐光性にすぐれ、温度変動などの環境に対する変動が小さく、信頼性の高い光学材料である。なお、収差補正手段５０１の材料に樹脂を用いても良い。樹脂は、ガラスと比べて軽く、成型加工が容易であるため大量生産がしやすい。樹脂として例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を用いる。ＰＭＭＡは、高い透明性，耐候性を有し、特に射出成形に適合する強みがあるため光学部品に最も広く使用されている樹脂の１つである。また吸湿が小さい日本ゼオン社製の光学樹脂であるゼオネックスを用いても良い。さらに、収差補正手段５０１の材料としては、紫外線硬化樹脂を含むあらゆる光学樹脂、光学ガラスが適応可能である。
【００５０】
また、図３に示すように位相シフタ面５０２は、光束が通過するＮＡ０．８５領域５０２ｂの内側領域には、光軸を中心にした同心円状に光軸方向の高さが異なる矩形または階段状の段差により複数の領域に分割されている。
【００５１】
分割された領域のうちは、光軸を含む中心領域５０２ｆと中間領域５０２ｍと外側領域５０２ｃは位相差が４０５ｎｍの波長に対して２πの整数倍となっている。
【００５２】
中心領域５０２ｆと中間領域５０２ｍとの間の輪帯状の領域および、中間領域５０２ｍと外側領域５０２ｃとの間の輪帯状の領域５０２ｅに、凹凸形状の段差が形成されている。領域５０２ｅに形成された段差は、波長４０５ｎｍの光束をそのまま透過させ、第２の光記録媒体１１７の基板厚の違いにより生じる収差を補正するように、位相差を付与する。
【００５３】
領域５０２ｅのうち中心領域５０２ｆと比べて４０５ｎｍの波長に対して２πの整数倍となる位相差を付与する段差が形成された輪帯状の領域と、中心領域５０２ｆ，中間領域５０２ｍ，外側領域５０２ｃの光束は、主に第１の光記録媒体１０７の基板に集光する。
【００５４】
ＮＡ０．６５領域５０２ａの全域となる中心領域５０２ｆ，中間領域５０２ｍ，凹凸形状形成領域５０２ｅの光束は、主に第２の光記録媒体１１７の基板に集光する。
【００５５】
位相シフタ面５０２は、第２の光記録媒体１１７に対しては、収差を補正し、かつ開口を切替える構成となり、良好なスポットを形成できる。
【００５６】
次に、図４を用いて第２の光記録媒体１１７に対して収差補正する原理について説明する。図４（ａ），（ｂ）において、横軸は対物レンズの瞳半径位置、縦軸は位相（λ）である。図４（ａ）の５０３は第２の光記録媒体（ＨＤ）の基板厚の違いで発生する収差の波面形状（補正前）を示している。波面形状５０３の波面を補正するために、波面形状５０４で示す階段状の位相差を付与することにより、補正後の波面形状５０５のように、光軸中心よりも進んでいる波面や遅れている波面（波面形状５０３）が光軸中心とほぼ同じ位相に補正される。
【００５７】
同様に、図４（ｂ）の段差の形状５０６のような階段状の位相差を付与すると、波面形状５０５のように補正される。段差の形状５０６の位相差は、図４（ａ）の波面形状５０４から波長に対して２πの整数倍の位相差をシフトさせたものであり、形状５０６は波面形状５０４と同等の位相差を付与することができる。
【００５８】
本実施形態１では、波長に対して（１＋２×ａ）π，（１．５＋２×ｂ）πの位相差を付与するような段差を形成しており、具体的にはａ＝０，ｂ＝０で、図３において段差の高さはそれぞれｄ１＝１／２×λ／（ｎ−１）＝０．３８μｍ，ｄ２＝３／４×λ／（ｎ−１）＝０．５７μｍと設定している。ここで、λは波長４０５ｎｍ，ｎはＢＫ７の波長４０５ｎｍにおける屈折率１．５３０である。それぞれの段差が付与する位相差をＨ１，Ｈ２とするとき、Ｈ１＝π、Ｈ２＝１．５πであり、π≦Ｈ１，Ｈ２＜２πを満足している。
【００５９】
また、段差の高さはこれに限らず、ｄ１＝（２／４＋１）×λ／（ｎ−１），ｄ２＝（３／４＋１）×λ／（ｎ−１）と設定しても良い。ただし、ａ＝１，ｂ＝１である。
【００６０】
なお本発明において、位相差２πとは、段差ｄ＝λ／（ｎ−１）に相当し、位相差４πは、段差ｄ＝２×λ／（ｎ−１）に相当する。
【００６１】
図５（ａ）に第１の光記録媒体（ＢＤ）の記録面上のスポットの波面形状、図５（ｂ）に第２の光記録媒体（ＨＤ）の記録面上のスポットの波面形状を示す。横軸は対物レンズの瞳半径位置、縦軸は位相（λ）である。図５（ａ）において、球面収差は０．０１λｒｍｓ以下であり、段差により不連続にシフトしている波面は高次収差となる。また、図５（ｂ）において、ＮＡ０．６５領域からＮＡ０．８５領域までの外側領域５０２ｃは、波面が急峻に遅れており、ＮＡ０．６５領域５０２ａの開口制限機能となっている。ＮＡ０．６５領域５０２ａでは段差により位相差が付与され、球面収差が０．０１λｒｍｓ以下と良好に補正されている。
【００６２】
また、図６（ａ）に第１の光記録媒体（ＢＤ）の記録面上強度のスポット強度分布の形状、図６（ｂ）に第２の光記録媒体（ＨＤ）の記録面上強度のスポット強度分布の形状を示す。比較のために、図６（ａ）の破線は収差補正手段の素子がない場合のスポット形状であり、図６（ｂ）の破線はＨＤ専用の対物レンズを用いたときのスポット形状である。
【００６３】
図６（ａ）のＢＤスポットは、素子がないときのスポット形状より、スポット径はより小さくなり、良好なスポットを形成している。これは、ｄ１＝０．３８μｍ，ｄ２＝０．５７μｍとなる輪帯状の領域は、位相が不連続にシフトしているため、大きくスポット性能に寄与していない。このように光束の位相をコントロールし、回折限界を超える微小なスポットを得ることができる超解像の効果により、良好なスポットを得ることができる。
【００６４】
また、図６（ｂ）のＨＤスポットは、ＨＤ専用の対物レンズを用いたときのスポット形状とほぼ同等のスポット径であり、収差補正および開口制限が位相シフタ面で機能し、良好なスポットを得ることができる。
【００６５】
さらに、本実施形態１の位相シフタ面は、基板の厚さｔ１と厚さｔ２との差により発生する球面収差の形状において、図４に示すように波面の位相が最も進んでいる領域５０８が、位相シフタ面の段差ｄ＝０すなわち２πの整数倍となる輪帯状の中間領域（段差なし）に形成した。これは、最も波面の位相が進む領域５０８は波面形状の半径位置に対する変位を小さくし、段差ｄ＝０の輪帯状の領域を広く設定している。
【００６６】
そして、図３において、異なる段差で分割された領域の半径の幅をピッチ５０２ｐとした際、中心領域５０２ｆと外側領域５０２ｃを除き、最も広いピッチ５０２ｐを有する領域は、中間領域５０２ｍである。また、中間領域５０２ｍは、ＢＤ基板の厚さｔ１とＨＤ基板の厚さｔ２との差により発生する球面収差の波面形状において、波面の位相が最も進んでいる半径位置（図４（ｂ）に示す領域５０８）を含む構成となっている。さらに、中間領域５０２ｍを境に、位相段差の階段形状が反転している。
【００６７】
なお、波面が最も進んでいる半径位置を領域５０８と定義したが、これに限定されず、波面形状の傾きがゼロとなる極小点、極大点を有する半径位置を波面が最も進んでいる半径位置と定義しても良い。
【００６８】
前記のような構成にすることで、広いピッチの領域を中間領域５０２ｍに設定でき、ＢＤスポットに主に寄与する段差（ｄ＝０）にすることができる。したがって、サイドローブ５０７（図６（ａ）参照）の大きさを低減できる。サイドローブ５０７とは、スポット強度分布の中心領域の周辺に広がる強度分布をいう。サイドローブ５０７の大きさを低減できると、符号間干渉が小さくなり、良好な再生信号を得ることができる。さらにＢＤスポットの高次収差を小さくできスポットのピーク強度が大きくなり、光利用効率を向上させることができる。
【００６９】
また、図７のように、ピッチの小さい凹凸形状部分の領域５０２ｅは、階段形状ではなく矩形形状の構成にすると、加工が容易となる。また位相段差で発生する回折による光量損失を少なくすることができる。
【００７０】
（実施形態２）
図８は本発明の実施形態２の収差補正を説明する図である。図８（ａ）に示すように、段差を波長に対してＨ１＝０．６６πとＨ２＝１．３３πの位相差を付与する形状５０６とした場合で、図８（ｂ）にＢＤスポット、図８（ｃ）にＨＤスポットを示す。
【００７１】
どちらのスポットも厚さｔ１，ｔ２の基板上に良好に集光できていることがわかる。特に、ＨＤ波面形状はＰＶ値が０．３３λ以下と小さくなり、高次収差が小さい。そのため、サイドローブが低減され、スポットピーク強度が大きく、ＨＤ専用レンズと同等の性能が得られている。
【００７２】
ＢＤスポットは、π≦Ｈ１，Ｈ２＜２πの条件を満足していないため、高次収差が実施形態１と比較してやや増加する。また、図８（ｂ）に示すように、サイドローブ５０７がやや増加しＢＤスポットのピーク強度は低下する。
【００７３】
（実施形態３）
図９は本発明の実施形態３の収差補正を説明する図である。図９（ａ）に示すように、段差を波長に対してＨ１＝１．２πとＨ２＝１．６πの位相差を付与する形状５０６とした場合で、図９（ａ）にＨＤの補正後の波面形状５０５、図９（ｂ）に形状５０６を透過したＢＤの波面形状５０６’を示す。また、図１０（ａ）にＢＤのスポット形状、図１０（ｂ）にＨＤのスポット形状を示す。どちらのスポットも厚さｔ１，ｔ２の基板上に良好に集光できていることがわかる。実施形態１の１π，１．５πの形状と比較して、本実施形態３は位相段差を形成している領域が狭くなり、ＢＤで発生する波面の位相差が０．８π、０．４πとなり小さく、ＢＤスポットの高次収差は低減し、スポットに寄与できる領域が実施形態１に比べると増加する。したがって、本実施形態の位相シフタ面は、ＢＤのサイドローブ５０７を低減でき、ＢＤスポットのピーク強度を向上させることができる。
【００７４】
（実施形態４）
図１１は本発明の実施形態４の収差補正を説明する図である。図１１（ａ）において、実施形態１と同様に段差を波長に対してπと１．５πの位相差を付与する場合の波面の位相差を示す。本実施形態４では、波面の位相が最も進んでいる領域５０８が、位相シフタ面の段差ｄ＝０すなわち２πの整数倍となる位相差を付与する領域とはしていない。また、ＢＤスポットの高次収差が大きくなるため、ピーク強度が実施形態１と比較すると低下する。図１１（ｂ）にＢＤスポット、図１１にＨＤスポットの形状を示す。どちらのスポットも厚さｔ１，ｔ２の基板上に良好に集光できている。光利用効率をより向上させるには実施形態１のように、波面の位相が最も進んでいる領域５０８を２πの整数倍となる位相差を付与する輪帯状の領域にすれば良い。
【００７５】
（実施形態５）
図１２（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態５の収差補正を説明する図である。図１２（ａ）は、段差をπの位相差を付与するよう構成した場合、図１２（ｂ）は、段差を１．２πの位相段差を付与するよう構成した場合の波面形状を示す。πの位相差である図１２（ａ）に示す段差がすべて０．３８μｍ、１．２πの位相差である図１２（ｂ）に示す段差がすべて０．４５６μｍであるため、ピッチを広げることができ、さらに容易に作製することができる。またエッチングなどを用いて作製する際も、工程数を低減できる。
【００７６】
（実施形態６）
図１３は本発明の実施形態６の収差補正手段と対物レンズの拡大された断面図であり、図１４は収差補正する波面の位相差を示す図である。本実施形態６において、付与する位相差は実施形態１の図４（ａ）と同様の位相差を付与している。本実施形態６では、収差補正手段５０１ａの位相シフタ面５０２ｄにおいて光軸の高さが、光軸において最も高く、位相差を付与する輪帯状の領域での段差が低く形成されている。段差は高さがＨ１＝−０．１９μｍとＨ２＝−０．３８μｍより構成されており、０＜｜Ｈ１｜，｜Ｈ２｜，…≦π（ただし、Ｈ１，Ｈ２，…＜  ０）を満足し、実施形態１よりも段差を小さく形成することができる。このように段差を小さくすることで、波長変動や温度変動で屈折率が変化したり、膨張した際においても、変動量を低減することができる。
【００７７】
（実施形態７）
図１５は本発明の実施形態７の収差補正手段と対物レンズの拡大された断面図であり、図１６は収差補正する波面の位相差を示す図である。本実施形態７においても、付与する位相差は実施形態１の図４（ａ）と同様の位相差を付与している。本実施形態７では、収差補正手段５０１ｂである基板の両面に段差（第１，第２位相シフタ面５１２，５２２）が形成されており、同一平面上に形成されている段差の高さは等しい構成である。特にガラス材料を用いる際には製造が容易であり、低コスト化を実現できる。
【００７８】
（実施形態８）
図１７は本発明の実施形態８の収差補正する波面の位相差を示す図である。付与する位相差の形状５０６は台形形状である。１πから２πまでの段差までが連続的な形状であり、ＨＤの補正前の波面形状５０３により近くなるため、補正後の波面形状５０５がより連続的となり、波面収差が小さくなる。本発明の矩形または階段状の位相段差形状とは、本実施形態８のように台形形状であっても良い。また、図１８のように、段差の傾きθが９０ｄｅｇより小さい形状でも良い。
【００７９】
（実施形態９）
本発明の実施形態９は、収差補正手段の組み付け方法に関するものである。収差補正手段５０１に形成されている位相シフタ面５０２の光軸と対物レンズ１０６の光軸が偏芯して組み付けられると、コマ収差が発生し良好なスポットを得ることができなくなる。ここで、位相シフタ面の光軸とは、光ピックアップの光軸方向の高さが異なる複数の領域に分割している同心円の中心に相当する。図１９に位相シフタ面５０２と対物レンズ１０６の偏芯の様子を示す。この偏芯量をΔとする。
【００８０】
また、図２０（ａ），（ｂ），（ｃ）に偏芯量Δが０μｍ，２０μｍ，５０μｍときにおけるＨＤのスポット形状を示す図である。強度は対数表示である。偏芯が発生すると、ＨＤスポット形状に、図２０（ｂ）（ｃ）のように、中心ピークのスポットの回りに非対称なサイドローブであるコマ６１０が発生している。このサイドローブの形状が軸対称となるように収差補正手段を光軸と垂直方向に調整し、コマ６１０がなくなる位置で収差補正手段を固定する。ここで、軸対称とは非対称なコマが打ち消された状態であり、楕円形状も含まれる。このように調整することで、収差補正手段の光軸と、対物レンズの光軸とを容易に一致させることができ、図２０（ａ）のようにコマ収差が補正されたスポットを得ることができる。
【００８１】
図２１に、収差補正手段５０１と対物レンズ１０６の光軸を傾けて組み付ける場合を示す。収差補正手段５０１へ入射する光束のうち、一部の光は位相シフタ面５０２の反対側の面５０２ｈで反射する。このとき、光軸と収差補正手段５０１の光軸を平行に配置すると、反射光の一部は図１に示す半導体レーザ１０１へ戻り、再生信号を劣化させる要因となる。そこで、本実施形態９では光軸と収差補正手段５０１の光軸を傾けて組み付けることにより、反対側の面５０２ｈで反射した光が半導体レーザ１０１へ戻るのを防止した。
【００８２】
しかしながら、図２１のように傾けて組み付けると、コマ収差と非点収差が発生する。この収差は、前記のように収差補正手段５０１を対物レンズ１０６の光軸と垂直方向に調整することで補正できる。傾けて配置した場合、図２０（ｂ）（ｃ）のようにスポット強度分布に非対称なサイドローブを発生させる。このサイドローブの形状が軸対称となるように収差補正手段を光軸と垂直方向に調整し、収差を補正する。
【００８３】
図２２は、横軸に収差補正手段の光軸と対物レンズの光軸との傾き、縦軸に第２の情報記録媒体の基板を介した際の収差を示している。収差補正手段を光軸と垂直方向に調整する前と、調整後のコマ収差の値である。傾き角度が１ｄｅｇの場合は、３．８μｍ偏芯させ、傾き角度が２ｄｅｇの場合は、８．０μｍ偏芯させている。このように偏芯量を調整することで、収差を補正でき、良好なスポットを提供できる。
【００８４】
さらに、対物レンズの製造誤差として発生するコマ収差、対物レンズに入射する光線の方向と対物レンズの光軸が傾いて組み付けられた際に発生するコマ収差、収差補正手段の製造誤差として発生するコマ収差も、上記記載したように位相シフタの光軸と対物レンズの光軸との偏芯量をサイドローブの形状が軸対称になるよう調整することで、補正することができる。この場合は位相シフタ面の光軸と対物レンズの光軸が必ずしも一致しなくて良い。
【００８５】
また、固定方法としては図２１に示す鏡筒１２１に空中接着、紫外線硬化樹脂で接着など挙げられるが、これに限定されない。さらに、図２１のように傾けて組み付ける場合、位相シフタ面５０２から見て、収差補正手段５０１への入射光は楕円ビームとなる。したがって、位相シフタ面５０２の段差は、同心の楕円状に形成しても良い。
【００８６】
（実施形態１０）
本発明の実施形態１０は、位相シフタ面が基板と空気層ではなく、接着剤などの材料で充填されている場合の収差補正手段を示す。
【００８７】
図２３は位相シフタ面を有する基板７０４が接着剤層７０６で充填されている収差補正手段７０２を示す図である。基板７０４を波長４０８ｎｍの屈折率ｎ１＝１．４６９２４７となる石英，接着剤層７０６を屈折率ｎ２＝１．４１４とすると、０．７５λの位相差相当の高さ７０８は５．５３９μｍとなり、０．５λの位相差相当の高さ７０９は３．６９３μｍとなる。
【００８８】
基板７０４を波長４０８ｎｍの屈折率ｎ１＝２．３１２６３となるＴａ２Ｏ５，接着剤層７０６を屈折率ｎ２＝１．４１４とすると、０．７５λの位相差相当の高さ７０８は０．３４１μｍとなり、０．５λの位相差相当の高さ７０９は０．２２７μｍとなる。
【００８９】
前記のような構成にすると、収差補正手段７０２の上面７０７，下面７０５に反射防止膜または反射防止構造を形成し、光利用効率を向上させることができる。
【００９０】
また、図２４のように、接着剤層７０６の上面７０７に別の材料７０３を接着する構成にすると、基板７０４の下面７０５、別の材料７０３には１／４波長板、回折格子、偏光子、ホログラム素子などの機能を有する構造を形成することができ、収差補正手段７０２単体で、複数の機能を集約でき部品点数、組み付け工程を低減することができる。
【００９１】
（実施形態１１)
図２５は本発明の実施形態１１における収差補正手段を示す図である。光軸を含む中心領域の凹凸形状の高さと開口数ＮＡ１からＮＡ２の領域の凹凸形状の高さが異なる構成である。
【００９２】
図２５（ａ）は、光軸を含む中心領域７０２ｆの凹凸形状の高さ７１０が波長４０５ｎｍで１．５πの位相段差、図２５（ｂ）は光軸を含む中心領域７０２ｆの凹凸形状の高さ７１１が波長４０５ｎｍで２πの位相段差である。またピッチ７１２、７１３は５０μｍとする。
【００９３】
２πの位相段差の場合は、ＢＤ，ＨＤともに波面形状は実施形態１と同じである。１．５πの位相段差の場合は、ＢＤ，ＨＤともに０．５πの位相差を感じる。しかしながら、光軸中心を含む中心領域７０２ｆの位相差による高次収差への影響は小さく、スポット性能に影響はない。
【００９４】
図２６に、光軸を含む領域の凹凸形状のピッチ７１３と波面収差の関係を示す。この波面収差の成分は、ほぼ高次収差成分であり、球面収差、コマ収差、非点収差成分は０．０２λｒｍｓ以下である。１００μｍ程度まで波面収差が増加しないことがわかる。
【００９５】
本実施形態１１のように光軸付近に段差を設けることで、位相シフタ面の光軸中心を容易に見つけることができ、対物レンズへの組み付け調整を容易に行うことができる。
【００９６】
（実施形態１２）
本発明の実施形態１２では、図２７のように第２の光記録媒体（ＨＤ）に光束を集光させる際、光源からの光束は収差補正手段５０１に発散光で入射する有限系の構成を示す。
【００９７】
本実施形態１２の対物レンズ１０６は実施形態１と同様に両面非球面形状であり（数２）
【００９８】
【数２】
0005393020.tif 000004
で表される。各面および各領域の面データを（表２）に示す。
【００９９】
【表２】
0005393020.tif 000005
ここで、対物レンズ１０６を形成するガラスの硝材は住田光学製のＫＶＣ８０である。対物レンズ１０６の有効瞳半径は１．５ｍｍである。
【０１００】
第２の光記録媒体に光束を集光させる際、図１において可動部（コイル）１１１によりコリメートレンズ１０２を光軸方向に移動させ、光束を発散光にし、第１の光記録媒体に光束を集光させる際は、可動部１１１によりコリメートレンズ１０２を光軸方向に移動させ、光束を平行光にする。光束の発散角を変換する手段としては、これに限らず、正レンズと負レンズを別に設け、正レンズまたは負レンズ、もしくは正レンズおよび負レンズの両方を光軸方向に移動させる方法でも良い。
【０１０１】
図２８（ａ），（ｂ）において、横軸は対物レンズの瞳半径位置、縦軸は位相（λ）を示す。図２８（ａ），（ｂ）の５０３は第２の光記録媒体（ＨＤ）の基板厚の違いで発生する収差の波面形状を示している。それぞれ、物体距離が７０ｍｍ、５０ｍｍの発散光束を第２の光記録媒体（ＨＤ）に集光させたときの波面形状である。無限系の平行光束を入射させたときと比較すると、波面形状の最大値と最小値の差であるＰＶ値５０９を小さくでき、凹凸形状の数を少なくすることができるため、ピッチも大きくなる。
【０１０２】
このように有限系の構成にすることで、加工が容易となり、位相段差で発生する回折による光量損失を少なくすることができる。
【０１０３】
（実施形態１３）
図２９は本発明の実施形態１３における光情報処理装置の概略構成を示す図である。本実施形態１３は、光情報処理装置の一形態であり、前述の実施形態１〜１２のいずれかの光ピックアップを用いて、光記録媒体に対する情報の再生、記録、消去のうちの、少なくとも１つを行う装置である。
【０１０４】
図２９に示すように、光情報処理装置は光ピックアップ９１、送りモータ９２およびスピンドルモータ９８等により構成されており、これらは光情報処理装置全体を制御するシステムコントローラ９６により制御される。そして、光ピックアップ９１のトラッキング方向への移動は、送りモータ９２とサーボ制御回路９３で構成される制御駆動手段により行われる。例えば、光記録媒体１００を再生する場合、システムコントローラ９６からのコントロール信号がサーボ制御回路９３と変復調回路９４に供給される。
【０１０５】
サーボ制御回路９３では、スピンドルモータ９８を設定された回転数で回転させるとともに送りモータ９２を駆動する。
【０１０６】
変復調回路９４には、光ピックアップ９１の光検出器により検出されたフォーカシングエラー信号，トラッキングエラー信号および光記録媒体１００の何処を読み出しているかの位置情報等が供給される。フォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号はシステムコントローラ９６を介してサーボ制御回路９３に供給される。
【０１０７】
サーボ制御回路９３は、フォーカシング制御信号によってアクチュエータのフォーカシングコイルを駆動し、トラッキング制御信号によってアクチュエータのトラッキングコイルを駆動する。トラッキング制御信号の低域成分はシステムコントローラ９６を介してサーボ制御回路９３に供給され、送りモータ９２を駆動する。これらによって、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサーボが行われる。
【０１０８】
また、光記録媒体１００の何処を読み出しているかの位置情報は変復調回路９４により処理され、スピンドル制御信号としてスピンドルモータ９８に供給され、光記録媒体１００の再生位置に応じた所定の回転数に制御駆動され、ここから実際の再生が開始される。そして、変復調回路９４により処理されて復調された再生データは外部回路９５を介して外部に伝送される。
【０１０９】
データを記録する場合、フォーカシングサーボ，トラッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサーボをかけるまでは再生と同様の過程を経る。
【０１１０】
外部回路９５を介して入力される入力データを光記録媒体１００の何処に記録するかのコントロール信号が、システムコントローラ９６からサーボ制御回路９３および変復調回路９４に供給される。
【０１１１】
サーボ制御回路９３では、スピンドルモータ９８を所定の回転数に制御するとともに、送りモータ９２を駆動して光ピックアップ９１を情報記録位置に移動させる。
【０１１２】
また、外部回路９５を介して変復調回路９４に入力された入力信号は、記録フォーマットに基づく変調が行われ、光ピックアップ９１に供給される。光ピックアップ９１では出射光の変調および出射光パワーが制御されて、光記録媒体１００への記録が開始される。
【０１１３】
光記録媒体１００の種類は再生データ信号で判別する。光記録媒体１００の種類を判別する方法として、トラッキングサーボ信号やフォーカスサーボ信号を用いても良い。
【０１１４】
再生専用の光情報処理装置および記録と再生の両方の処理可能な光情報処理装置に具備される光ピックアップに、本発明の位相シフタ面を用いた光ピックアップを具備していれば、基板厚の異なる光記録媒体の情報の記録、再生品質の精度を高めることができる。
【０１１５】
以上のように、本実施形態１３における光情報処理装置によれば、単一の対物レンズ１０６により異なる基板厚さを有する２種類の光記録媒体（ＢＤ，ＨＤ）の記録面に良好なスポットが形成可能な光ピックアップを用いて、光記録媒体に対して情報信号の記録，再生または消去の最適な処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、開口切替えと収差補正を光利用効率の良い位相シフタ面だけを用いて行って良好なスポット性能を有する光ピックアップと、同一波長の光源の光束を用いた２種類の光記録媒体に対して、基板厚の差で発生の収差を補正し、効率低下を抑制した高精度な光情報処理装置を提供でき、２種類の光記録媒体に集光する集光光学系として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施形態１における光ピックアップの全体構成を示す概略図
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は収差補正手段の拡大された断面図
【図３】位相シフタ面を説明する収差補正手段の断面図
【図４】（ａ）は基板厚の違いで発生する収差の波面形状、（ｂ）は位相差を付与する段差の形状を示す図
【図５】記録面上のスポットの波面形状で（ａ）は第１の光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は第２の光記録媒体（ＨＤ）を示す図
【図６】記録面上強度のスポット形状で（ａ）は第１の光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は第２の光記録媒体（ＨＤ）を示す図
【図７】ピッチの小さい凹凸形状形成領域を矩形形状の構成とした収差補正手段の断面図
【図８】本発明の実施形態２の収差補正で（ａ）は位相差を付与する段差の形状、（ｂ）は第１の光記録媒体（ＢＤ）、（ｃ）は第２の光記録媒体（ＨＤ）のスポット形状を示す図
【図９】本発明の実施形態３の収差補正で位相差を付与する段差を（ａ）は第２の光記録媒体（ＨＤ）、（ｂ）は第１の光記録媒体（ＢＤ）の透過した波面形状を示す図
【図１０】記録面上強度のスポット形状で（ａ）は第１の光記録媒体（ＢＤ）、（ｂ）は第２の光記録媒体（ＨＤ）を示す図
【図１１】本発明の実施形態４の収差補正で（ａ）は位相差を付与する段差の形状、（ｂ）は第１の光記録媒体（ＢＤ）、（ｃ）は第２の光記録媒体（ＨＤ）のスポット形状を示す図
【図１２】本発明の実施形態５の（ａ）はπの位相差、（ｂ）は１．２πの位相差の収差補正を説明する図
【図１３】本発明の実施形態６の収差補正手段と対物レンズの拡大された断面図
【図１４】本実施形態６の収差補正を説明する図
【図１５】本発明の実施形態７の収差補正手段と対物レンズの拡大された断面図
【図１６】本実施形態７の収差補正を説明する図
【図１７】本発明の実施形態８の収差補正を説明する図
【図１８】本実施形態８の位相段差形状を説明する図
【図１９】本発明の実施形態９の位相シフタ面と対物レンズの偏芯の様子を示す図
【図２０】本実施形態９の偏芯量Δが（ａ）０μｍ，（ｂ）２０μｍ，（ｃ）５０μｍの第２の光記録媒体（ＨＤ）のスポット形状を示す図
【図２１】本実施形態９の収差補正手段と対物レンズの光軸を傾けて組み付ける場合を示す図
【図２２】本実施形態９の収差補正手段と対物レンズとの光軸の傾き、第２の情報記録媒体（ＨＤ）の基板を介した収差の補正前後の特性を示す図
【図２３】本発明の実施形態１０の位相シフタ面を有する基板を接着剤層で充填した収差補正手段を示す図
【図２４】本実施形態１０の上部に他の部材を設けた収差補正手段を示す図
【図２５】本発明の実施形態１１の収差補正手段の構成（ａ）、（ｂ）を示す図
【図２６】光軸を含む領域の凹凸形状のピッチと波面収差の関係を示す図
【図２７】本発明の実施形態１２の収差補正手段に有限系の光束を用いた構成を示す図
【図２８】本実施形態１２の有限系物体距離（ａ）は７０ｎｍ、（ｂ）は５０ｎｍの収差補正を説明する図
【図２９】本発明の実施形態１３における光情報処理装置の概略構成を示す図
【図３０】ＤＶＤ用対物レンズと位相調整素子でＣＤの透明基板を介したときの収差の波面形状を示す図
【図３１】短波長でＮＡ０．８５程度の高ＮＡ対物レンズを用いたときの収差の波面形状を示す図
【符号の説明】
【０１１８】
９１  光ピックアップ
９２  送りモータ
９３  サーボ制御回路
９４  変復調回路
９５  外部回路
９６  システムコントローラ
９８  スピンドルモータ
１００，１０７，１１７  光記録媒体
１０１  半導体レーザ
１０２  コリメートレンズ
１０３  偏光ビームスプリッタ
１０４  プリズム
１０５  １／４波長板
１０６  対物レンズ
１０７ａ，１１７ａ  記録面
１０８  検出レンズ
１１０  受光素子
１１１，１２０  可動部
１２１  鏡筒
５０１，５０１ａ，５０１ｂ，７０２  収差補正手段
５０２，５０２ｄ  位相シフタ面
５０２ａ  ＮＡ０．６５領域
５０２ｂ  ＮＡ０．８５領域
５０２ｃ  外側領域
５０２ｅ  凹凸形状形成領域
５０２ｆ，７０２ｆ  中心領域
５０２ｈ  反対側の面
５０２ｍ  中間領域
５０２ｐ，７１２，７１３  ピッチ
５０３  波面形状（補正前）
５０５  波面形状（補正後）
５０６  位相差を付与する形状
５０７  サイドローブ
５０９  ＰＶ値
５１２  第１位相シフタ面
５２２  第２位相シフタ面
６１０  コマ
７０３  別の材料
７０４  基板
７０５  下面
７０６  接着剤層
７０７  上面
７０８，７０９，７１０，７１１  高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図２０】
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